bewegungsenergie der elektronen?
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Was ist Ladung und wie kommt sie zustande?
Elektrische Ladung ist "quantisiert". Die Elementarladung stellt eine Quanteneinheit dar. Ein Proton besitzt eine positive Elementarladung, das Elektron eine negative. Das Neutron ist ungeladen.
Proton und Neutron stellt man sich aus Quarks aufgebaut vor. Daher müssen diese interessanterweise elektrische Ladungen von +2/3 bzw. -1/3 haben. Nur so kann man ein einfach geladenes Proton bzw. ein ungeladenes Neutron erzeugen.
Möglichkeiten, ganzzahlige Ladungen zu erzeugen:
u + u + u => +2/3 + 2/3 +2/3 = +2 (Delta-Teilchen)
d + d + d => -1/3 - 1/3 - 1/3 = -1 (Delta-Teilchen)
u + u + d => +2/3 + 2/3 - 1/3 = +1 (Proton)
u + d + d => +2/3 - 1/3 - 1/3 = 0 (Neutron)siehe:
http://www.waloschek.de/qis/lustige/L08udenc.gif
http://www.waloschek.de/qis/lustige/L10pr-ne.gif
http://www.waloschek.de/qis/lustige/L16mini.gifWie man sich eine "1/3 Ladung" vorzustellen hat, ist mir leider auch nicht klar.
Daher ist die obige Frage genau genommen schwer zu beantworten.
Typische Antworten sehen so aus: http://riedgym.eduhi.at/leoc/homepage/physik/11/stromkreis/was_ladung.htm http://particleadventure.org/particleadventure/german/frameless/quantum_mech.htmlKlar ist nur:
Quarks und Elektronen werden durch drei Urkräfte zusammengehalten:
- die elektromagnetische Kraft zwischen elektrisch geladenen Teilchen
- die starke Kraft zwischen den Quarks
- die Gravitationskraft zwischen Teilchen mit Energie (Masse)Quarks sind die Grundbausteine der Baryonen (z.B. Proton und Neutron). Mesonen sind aus je einem Quark und einem Antiquark aufgebaut. Sie bilden mit den Baryonen die Gruppe der Hadronen.
Elektronen bestehen übrigens nicht aus Quarks. Nach heutigem Wissen sind sie unteilbar (das haben schon viele vorher von anderen Teilchen gedacht). Elektronen, Myonen, Tauonen und Neutrinos bilden die Gruppe der Leptonen.
Leptonen und Quarks/Antiquarks sind nach heutigem Wissen unteilbar und stehen auf der gleichen Stufe. Ob es grundlegendere Teilchen gibt, aus denen Quarks und Leptonen aufgebaut sind, ist nicht bekannt.
Auch das Photon, das "Lichtteilchen", ist ein elementares Teilchen.
Neben elektrischer Ladung gibt es auch die Farbladung: http://particleadventure.org/particleadventure/german/frameless/strong.html
Da man 1/3- und 2/3-Ladungen und Farbladungen nicht leicht isoliert betrachten kann, ist die obige Frage noch schwerer zu beantworten.
... und zum Schluß noch das Sahnehäubchen:
Der grösste Teil des Universums könnte eventuell nicht aus derselben Art Materie bestehen, wie wir sie auf der Erde finden! Wir schliessen auf Grund von Gravitationseffekten auf die Anwesenheit von dunkler Materie, einer Art Materie, die wir nicht sehen können. Es gibt Hinweise, dass diese Materie gerade nicht aus Protonen, Neutronen und Elektronen besteht. Vielleicht besteht sie aus Neutrinos, oder aus noch exotischeren Formen von Materie, wie "Neutralinos", einem theoretischen und supersymmetrischen Teilchen.
Das fordert geradewegs eine tiefere Ebene (vielleicht auch ein n-dimensionaler Raum), die das Ganze vereinheitlicht. Diese wurde bisher von den Physikern nicht gefunden.
Daher denke ich, dass die oben so einfach gestellte Frage mit unserem heutigen Wissen schlicht und einfach nicht zu beantworten ist.
[ Dieser Beitrag wurde am 19.06.2003 um 00:35 Uhr von Erhard Henkes editiert. ]
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[Ironie an]
Danke du *********, ich schreib nächste Woche Chemie. Hab jetzt echt den absoluten Durchblick
[Ironie aus]
Sind wir mal ehrlich, nichtmal du hast das ganze verstanden oder *g*
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In der Vereinheitlichung der Feldtheorien läufts wohl auf ein 10 dimensionales Universum hinaus, 4 Dimensionen haben wir gebraucht, um "Schwache Kraft" "Starke Kraft" und die "Elektomagnetische Kraft" miteinander zu vereinen -> Raum + Zeit <- die restlichen 6 braucht man wohl um die "Gravitationskraft" mit einzubeziehen... bewiesen ist davon noch nix, aber es scheint darauf hinzudeuten... dies ist (glaub ich) die sogenannte Stringtheorie, in dem "alles" als eine Schwingung verstanden wird, siehe Prolog "Elektron = stehende Welle"
Winn
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HI
@Erhard Henkes
Die Quark Theorie sowie die der dunklen Materie ist mir bekannt.
Ich habe nicht wirklich eine Antwort auf meine Frage erwarted, da ich wusste das es nicht zufriedstellend zu beantworten ist.
Ich wollt lediglich klar machen, das es manchmal einfacher ist sich nicht alles im Detail vorzustellen.
Hierzu gibt es übrigens ein schönes Beispiel:
Die Lösungen der Schroedingergleichung für das Wasserstoff atom. Gibt an das die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons erst in unendlicher entfernung vom Kern null wird. Das liegt zwar zum einen daran das ein wahrscheinlich nicht realistischer Kerndurchmesser zu grunde gelegt wird, ist aber trotzdem interessant. Die Teilche die so winzig sind, sind ihrer ausdehung eigentlich unendlich groß. Das ist doch paradox, naja erscheint wenigstens so.Mindestens genau so interessant ist die Art mit der die Elektronen sich "um
den Kern bewegen". Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit ist im Kern 0, und doch gelangen die Elektronen ohne Zeitverlusst durch diesen. Ich sach nur fröhliches tunneln ihr Elektronen.Es gibt auch sehr interressat Teilchen die ein erstaunliches Verhalten zeigen.
Es gibt immer zwei die zusammen gehören. Egal wie weit sie sich von einander entfernt haben. Ändert das eine Teilchen seine Richtung, tut die auch das andere. Sehr interressant.Nur ma so zu den Mysterien userer Umgebung.
Zum Glück gibt es Modelle.Achso, nur mal so interesse halber. Was machst du beruflich ?
Physiker oder Chemiker ?
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@stealth00: Willst Du mich beleidigen? Einfacher kann man es doch kaum noch erklären. Mir ist natürlich klar, dass eine Vielzahl von Schulen 20-30 Jahre hinterher hinken.
@Winn: Die Einführung der 10. Dimension hat einen wesentlichen Fortschritt bei der Vereinigung verschiedener Theorien gebracht, das ist richtig. Ich bin gespannt, wie dort die "dunkle Materie" eingefügt wird, die nur durch Gravitation wechselwirkt. Wie siehst Du diesen Punkt?
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@prolog: physikalisch interessierter Chemiker
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Die Lösungen der Schroedingergleichung für das Wasserstoffatom. Gibt an, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons erst in unendlicher Entfernung vom Kern null wird.
Wo siehst Du da das theoretische Problem? Die Lösungen gehen doch weit vor unendlich bereits auf äußerst niedrige Werte runter, aber eben nicht null. Die Orbitale, die man visualisiert stellen nicht die Lösung der Schrödingergleichung dar, sondern ziehen an einer bestimmten Zahl (irgendwo >95%) einfach eine Grenze. Aber es gibt dann eben eine Wahrscheinlichkeit 100%-Zahl, dass sich die darin befindlichen Elektronen "außerhalb" befinden.
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Hi
Ich sehe da kein Problem, ich sage nur das die Theorie durchaus merkwürdige Zusammenhänge preisgibt. Und das nich nur in diesem Bereich. Wie du ja auch gesagt hast ist dei Wahrscheinlichkeit sehr klein. Aber nicht NULL.
Es ist einfach so das Modelle nicht die Wirklichkeit 100% wiedergebn können und auch nicht sollen.
Es gibt eine Reihe mehr Phänomene, die das Zeigen.
ZB: Zeitdelition und Längenkontaktion bei schnell bewegeten Systemen.Die von dir angesprochenen Teilchen(Neutrinos) zeigen das sogar praktisch.
[ Dieser Beitrag wurde am 19.06.2003 um 11:58 Uhr von prolog editiert. ]
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Richtig heiß wird's wenn man Modelle numerisch umsetzen möchte und feststellt das es Kollisionen gibt
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HI
Jepp da plichte ich dir bei.
Mir fällt da gleich das Thema des klassisch verbotenen Bereichs ein.
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Das stimmt alles. Aber das sind doch gerade die interessanten Themen für zukünftige Einsichten. Ich hoffe, dass bald einer die Lichtgeschwindigkeit als oberste Grenze knackt. Das stört doch gewaltig den Fortschritt der Physik.
Diesbezüglich habe ich das Photon als Elementarteilchen ( = Welle ) noch nicht verstanden. Das klappt nur durch seine Ruhemasse = 0; ansonsten würde die Masse bei v = c gegen unendlich gehen. Kann das mal jemand richtig erklären?
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Jepp
Aber spätestens seit Einstein bzw. die sich aus der Lorenztransformation ergeben susammenhänge wissen wir, das c absolut maximum ist. Obwohl die Masse erst relative spät sprunghaft steigt.
m= m0 / sqrt(1-(v/c)^2)
sag ich da nur.
Aber es gibt da ja auch die überaus interessante Tachyonen-theorie.
[ Dieser Beitrag wurde am 19.06.2003 um 14:00 Uhr von prolog editiert. ]
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Ich denke E.H. meint, dass die RT selbst sich als unvollständig erweisen könnte.
Seis drum.
Wird was besseres gefunden als die RT, wird's übernommen. Bis dahin bleibt sie aber die Referenz.
So geschieht das eben mit Theorien in der Physik.
Ich wüsste aber nicht, inwiefern das den Fortschritt der Physik stört?
Das IST der Fortschritt der Physik!
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Die einsteinsche Relativitätstheorie kennt man jetzt ja schon seit 100 Jahren. Das Photon mit der Ruhemasse = 0 entspricht immer noch E=m*c^2=h*f. Geht man weiter, so könnte es Teilchen geben, die c als untere Grenze besitzen, das wären dann die von Feinmann postulierten Tachyonen. Die einzige Verbindung dazu wäre das Licht oder der Elektromagnetismus.
@scrontch: ja, das kann man auch als Herausforderung zum Fortschritt ansehen.
In der Nähe einer Singularität (Schwarzes Loch) hat die RT ja schon keine Bedeutung mehr. Dort helfen nur noch Quantenbetrachtungen (siehe Stephen Hawking).
[ Dieser Beitrag wurde am 19.06.2003 um 14:35 Uhr von Erhard Henkes editiert. ]
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Hi
die gegeben Gleichung beschreibt die Massezunahme in abhängigkeit von der Geschwindigkeit.
Das W=m*c^2 ist, is cho klar.
Ich glaube, dass ich das wohl nicht mehr erleben werde, das die RT verworfen wird oder erweitert werden muss.
Aber immerhin bis Hahn und Straßman kamen glaubte man auch an das unteilbare
Atom.Man wird sehen .....
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@prolog: Bist Du schon so alt?
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HI
Okey der war nicht schlecht re
